科学家是怎样工作的
一、提出科学问题——科学家工作的起点
著名科学家爱因斯坦明确指出：“提出一个问题往往比解决问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看待旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”从某种意义上可以说，科学始于问题，科学本质上是一种解题活动。
一些科学家的传记或科普展览可以生动地展现出科学家是怎样提出科学问题的。例如，1832年秋，“不惑之年”的画家莫尔斯和医生杰克逊乘同一艘海轮由法兰西赴美国。一天，杰克逊向莫尔斯展示了一块电磁铁，并绘声绘色地讲起它的原理——环绕铁块的线圈接通电流，就会产生磁场，铁块即具有磁性；而断掉电流，磁场就消失，铁块即失去磁性。莫尔斯听后，脑海中涌起了新奇的联想到的问题——如果用电磁铁传送信号，岂不是在瞬息之间将消息遥传千里之外？于是，他抛却了当艺术家的念头，决心通过解决上述疑难“问题”，去攀登前人未曾征服过的科技高峰。经过5年的攻坚战，莫尔斯终于用自己的智慧和双手，成功地制造出世界上第一台电报机。
而在美国地理学会科普杂志上刊登的一位考古学家从岩石中发掘了恐龙化石。通过观察这块化石，他要解答关于化石的某些问题：它有多少年代了？是恐龙的哪一部分？科学工作的内容常常是从许多需要回答、需要解决的问题开始的。对公众而言，要尝试像科学家那样工作，首先就要学会发现问题和提出问题。
二、科学观察与科学实验一一获取科学事实和验证假说的手段
1．科学观察——借助人的感官或仪器来感知科学事实科学家从不同的角度来观察他们周围的世界。例如，人们拍下夏威夷火山爆发的情景，地质工作者可以利用影片仔细琢磨与火山爆发的相关因素。科学工作亦需要细致的观察，如人们在实验室里检验应用于通讯的特殊光导纤维。这些光导纤维细得像人类的毛发一样，必须使用显微镜才能看清楚。
从一架巨大的望远镜里，天文学家正注视着一架摄影机在给星星拍照。现代的望远镜帮助天文学家研究那些遥望的物体，它们发出的光，要走几十亿年才能到达我们这里。今天，计算机在科学工作中是不可缺少的，它们能够记录并储存大量的信息，也能做许许多多的工作——诸如绘制星图。在许多科学领域中，现代仪器可以让科学家们比过去更快地发现新事物。一些公众是幸运的，例如新加坡科学馆的天文观象台，因为位于赤道边缘，处在有利地位能同时观察南北半球的天象。每星期五特为“科学馆之友”举办的观星活动，让大家通过大型望远镜把夜空点点繁星看得清清楚楚。
2．通过实验找到答案——科学工作的重要组成部分所谓科学方法，总是从经过精心设计并在严格控制条件的实验室进行的实验开始的。科学家从事研究的体系有的较为单纯，有的则很复杂。由这些体系所获得的测试结果，如果解释得当，就可以得出结论以应用于实验室以外的更为复杂的世界。例如，为了保护人们不受恶劣气候的灾害，如时速320公里左右的龙卷风侵袭，科学家有时在野外观测，有时就在实验室中做试验，实验室里的各种条件都是可以控制的。一位科学家在他的实验室中，利用他设计的机器来考察龙卷风。他把干冰放进水槽里，来创造一个小型的龙卷风。水在冒泡，气体从干冰中冒出水面；顶上有许多杯形的仪器在转动，它能产生一种漏斗似的旋风，把蒸汽卷成龙卷风一样。像这一类的试验，会帮助科学家懂得龙卷风和别种恶劣气候的成因。
三、掌握科学思维——科学家成功的保证
科学思维是积极的活动过程和一种技能，这种技能可以教授，可以提高，也可以训练。分析的方法——把一个问题分成几个小的部分，积极地思考，以及耐心，这不仅是许多科学家成功地进行科学抽象和建立理论体系的主要因素，也是人们处理工作、生活和个人事务问题所需要的。鼓励科学家与公众沟通——通过在科技馆亲自为参观者进行现场演示、到社区为公众做科普报告、在电视台或互联网上与公众对话，这将有助于全社会了解和学习科学家所具有的逻辑思维和创造性思维，尝试像科学家那样做出有益于社会和个人的科学决策。
1．逻辑思维——科学思维的基础
事实是逻辑思维的重要基础。因此，识别与阐明事实的能力是基本且重要的思维技能之一。十七世纪身为数学家和哲学家的R•笛卡儿的话，也许是最能概括培养批判态度之重要性的。他说：“我的第一条规则，即没有经过我清楚地了解确定是真实的，我不接受任何事实的真实性。除了非常清晰明了我无可怀疑的事实以外，我怀疑一切。”
理性的、逻辑的思维基本上分为两类——归纳和演绎。举例来说，医生检查一位病人从而诊断他患的是什么病，用的就是归纳法。医生利用所了解的事实，诸如病人的各种症状，医生的亲自观察，还有各项具体化验的结果。医生运用这些已知的事实，协助他得到一个结论，即做出诊断。这一诊断，正是医生在仔细查明各项现存科学事实的基础上做出的结论。演绎是第二种逻辑思维模式，它能够指导我们把一般原理应用到特殊事物。
逻辑思维不仅是科学家所具有的特征，它们对任何个体的发展也都是必不可少的。
2．创造性思维
要使公众了解建筑在逻辑思维基础上的非逻辑思维——创造性思维，不仅科学发现、技术发明需要创造性思维，文学、艺术的创作也需要创造性思维。创造性思维常被描述成各种相互作用的进程，包括知识、想象和评价——这三者都是必不可少的。
想象在创造性思维中占有重要的地位。想象的特征是思维形象，生动活泼，自由飞翔，不时诱发出灵感和直觉。著名科学家。脱氧核糖核酸分子结构共同发现者之一的詹姆斯沃森博士，就把他的成功，有相当部分要归功于其想象力及捕捉想象“情景”的本领。
据说，沃森博土为了能够解决双链螺旋结构之谜，以及建造一个脱氧核糖核酸分子的模型，日思夜想。有一次在睡梦中，他脑海里突然闪过电影摄影棚中用来当道具的螺旋式楼梯，直觉促使他跳下床，画出了楼梯式样的草图。正是这种楼梯与从事建造的模型之间的相类似，帮助沃森博士最终悟出了脱氧核糖核酸分子结构的疑难。
四、学会用艺术的眼光审视科学——科学家对美感的追求
蒙娜丽莎已经微笑了500多年，但是在人类跨入21世纪的今天，还是有人专程到巴黎卢浮宫去一睹佳人的笑容。这或许因为达芬奇不仅是个画家，也是数学家、发明家及人体解剖学家，他的理念：“绘画是为了表现现实世界与人类真实的价值”，恰当地诠释了艺术与科学结合的魅力。
